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热-力耦合作用下淤泥质黏土及砂质粉土导热系数演化机理分析

导热系数；裂隙；热力耦合；人工地层冻结；微观结构

导热系数是冻土工程热力分析的核心参数，其变化规律直接影响冻结温度场预测精度和冻结帷幕的设计优化。 采用核磁共振（NMR）和扫描电镜（SEM）技术，研究了上海地区淤泥质黏土和砂质粉土冻融过程中导热系数的演化规律和微观机理。 研究发现，两种土壤的导热系数均呈现阶段性变化，且与未冻水含量、孔隙结构、颗粒形态和接触状态密切相关。 对于淤泥质黏土，其导热系数可分为缓慢生长阶段（20℃~ -1℃）和快速生长阶段（-5℃~ -30℃）。 在缓慢生长阶段，冻结裂隙的形成阻碍了传热路径，降低了热传导效率。 在快速生长阶段，未冻水的不断迁移增强了颗粒与冰的接触，形成了高效的热传导网络。 微观上，颗粒接触状态由松散逐渐变为致密，表面形貌由尖锐逐渐变为圆润，孔隙分布由大孔为主转向小孔和超微孔增多，共同优化了传热路径。 砂质粉土的导热系数变化趋势相反，表现为快速增长期（20℃~ -5℃）和缓慢增长期（-10℃~ -30℃）两个阶段。 -5℃是未冻水急剧下降、含冰量接近饱和的临界拐点。 在快速生长阶段，微孔比例高，颗粒趋于圆润，接触状态致密，共同促进了导热系数的提高。 在缓慢生长阶段，大孔隙明显增加，未冻水迁移补充不足，导致含冰量减少，孔隙连通性差，难以构建高效的热传导通道。 本研究在微观层面揭示了两类土壤导热系数演化的本质机制，为沿海地区地下冻结帷幕设计提供了关键参数和理论依据。